MAX-plusII操作指南.doc

附录一
MAX+plusII操作指南
完成组合逻辑电路的设计与仿真过程，主要用到以下操作，而且有顺序规定，在编译前需对图形编辑文件保存，并且项目文件必须与图形文件名称一致、保存在同一文件夹，只是后缀不同。编译正确后才能创建波形文件，波形文件保存后，才能进行仿真，最后进行时序分析。如中途进行修改，从修改开始的操作步骤要重做一边。
1、 建立一个新项目；
2、 建立一个新的图形输入文件；
3、 进行图形输入文件的编辑；
4、 进行项目文件的编译；
5、 创建波形文件并进行功能仿真；
6、 进行时序分析。
一、建立一个新项目
① 启动MAX+plusII：在WINDOWS98界面下，单击开始—程序—Altera—MAX+plusII9.5，进入MAX+plusII9.5管理器窗口，见图1-1。
② 用 MAX+plusII编译一个设计文件之前，必须先指定一个项目文件，选中File—Project—Name，显示对话框图1-2。
③ 在Project Name框中，键入项目名，如test1，若改变test1所属子目录，用户可在Directories窗口中修改。
④ 选择OK，则MAX+plusII9.5窗口标题会变成新的项目名称：MAX+plusII Manager-d:\Max2work\test1。
⑤ 如已打开一个图形文件，可用菜单File—Project—Set Project To Current File将项目设为与当前图形文件相对应。
注意：换一个电路图，必须重新定义项目名，项目名与文件名必须一致。

图1-1 MAX+plusII9.5管理器窗口

图 1-2 建立项目对话框
二、 建立一新的图形输入文件
在文件菜单中，选中File—New，出现图1-3对话框New，New的对话框供读者选择输入方法：
l 图形文件
l 符号文件
l 文本文件
l 波形文件
下面介绍的是使用图形输入法。

图1-3新建文件对话框
图1-4 图形编辑窗口
② 选择Graphic Editor file图形输入文件，选择OK，则出现一个无名称的图形编辑窗口，如图1-4所示。图中标明了每个按钮的功能，这些按钮在今后的设中会经常用到。
选择工具
正交线工具
弧线工具
放大按钮
与窗口适配
打开橡皮筋
连接功能
文本工具
对角线工具
圆形工具
缩小按钮
连接点接断
关闭橡皮筋
连接功能

③ 在无名称的编辑窗口中，选File—save或save as，出现save as 窗口，在File Name中，输入test1.gdf文件名，“.gdf”是缺省扩展名不能改。
④ 选择OK，即被保存到当前项目子目录下。

三、编辑图形输入文件
MAX+plusII为实现不同的逻辑功能提供了大量的图元和宏功能符号提供设计人员在图表编辑器文件中直接使用。其中，Prim（Altera图元库）包括基本的逻辑块电路，mf（宏功能库）包括所有74系列逻辑。输入图元或宏功能块的步骤如下：
① 选择工具有效时，在图形编辑器窗口的空白处单击鼠标以确定输入位置。
图1-5输入符号

② 选择Enter Symbol或双击鼠标就会出现一个Enter Symbol对话框，在Symbol Libraries对话框中选择“…\maxplus\max2lib\prim ” 路径，所有的Altera图元就会以列表的方式显示出来，选中所需的输入图元，然后选择OK，所选的图元就会出现在图形编辑器中，如图1-5所示。只要重复上述两步，就可连续选取图元。74系列符号的输入方法和图元的输入方法相似，只要在Symbol Libraries框中选择“…\maxplus\max2lib\mf ” 路径即可。图元的符号表示采用美国标准，与我国标准有所不同。
③ 输入图元时也可以在Enter Symbol对话框中的Symbol Name框上直接写入图元的名称，常用图元名称见附录二。
④ 放置输入、输出引脚，放置方法与放置图元相似，即在图形编辑器窗口的空白处双击鼠标左键，就可显示Enter Symbol对话框。只要在Symbol Name框中键入INPUT，然后选择OK，符号INPUT就会显示在图形编辑器中。若在Enter Symbol对话框中键入OUTPUT，则OUTPUT也就会显示出来。在引脚的PIN_NAME处双击鼠标左键，可以对引脚进行命名。如图1-6所示。
⑤ 需输入高电平、低电平时，可用电源(Vcc)和地(GND)，输入方法同④。
⑥ 如果需要连接两个端口，可将鼠标移到其中一个端口上，这时鼠标指示符自动变为“+”形状，然后一直按住鼠标左键并将鼠标拖到第二个端口，放开左键，则一条连线被画好了。如图1-6所示。如果需要删除一根连线，可单击此线使其成高亮线，然后手按Del键即可。当两条线相交时，可以用“连接点接断”工具选择通断。
图1-6 输入电路图图形文件
⑦ 如果要重复放置同一个符号，可用复制符号的方法，这样可以提高图形输入的速度，复制符号的具体方法是将鼠标放在所要复制的符号上，按下Ctrl键和鼠标左键不放，同时拖住鼠标，并把它放在指定位置，这样就可以复制符号了。另外还可以用copy和paste命令进行。
⑧ 右键菜单和工具中有旋转、翻转工具，可对符号、引脚或引线进行水平或垂直翻转，或旋转90°、180°、270°。
⑨ 除了引脚以外，对引线也可以进行命名。方法是选中需命名的引线，然后输入名字。对于n位宽的总线A命名，可以采用A[n—1..0]形式，其中单个信号可用A0、A1、A2…，An形式。同一名称的引线即使在图形中不相连，它们在逻辑上也是相连的。因此对较长或较难连通的连接线只要将它们命名为同一名称即可相连。
注：如果引线与引脚同名，则表示这条引线与引脚是相连的。但不能存在相同名称的引脚。
⑩ 图形编辑器选项：在图形编辑窗口的Options菜单中列出了编辑图形时的一些选项，包括文本的字型和大小控制、线型、显示任务、网络控制等，读者可以根据需要进行选择。
注意：
[1] 连线需要与元件相连时，必须打开“橡皮筋连接”工具，连线后可以用移动元件的方法来验证，连线是否真的连上。
[2] 交叉线的交接处有黑点时为相通，无黑点时不通，可用“连接点接断”工具选择“通”或“断”。
[3] 保存图形文件时文件名必须与项目文件名一致，后缀用默认的“.gdf”。
四、编译项目文件
MAX+plusII编译器可以检查项目中的错误并进行逻辑综合，将项目最终设计结果加载到Altera器件中去，并为模拟和编程产生输出文件。我们将利用编译器检查输入图形文件的错误并对编译后的结果进行功能仿真和时序仿真。
图1-7编译
① 打开编译器窗口：在MAX+plusII菜单内选择Compiler菜单项，则出现编译器窗口，如图1-7所示。
② 选择Start即可开始对所要编译的项目文件进行处理。在编译项目期间，所有信息、错误和警告将会在自动打开的信息处理窗口中显示出来。如果有错误发生，选中该错误信息，然后按下Locate按钮，就会找到该错误在设计文件中的位置。如图1-8所示。
图1-8
③ 如果输入图形文件有错误，可修改错误后，重复①、②。编译通过后，编译器会将项目的设计结果加载到一个Altera器件中。同时产生报告文件、编程文件和用于仿真的输出文件。
五、创建波形文件并进行功能仿真
设计输入和编译仅仅是整个设计过程的一部分，成功的编译只能保证为项目创建一个编程文件，而不能保证该项目将按期望的那样运行。因此需要通过模拟来证明项目的功能是否正确。在模拟过程中，需要给MAX+plusII模拟器提供输入变量，模拟器将利用这此输入信号来产生输出信号（与可编程器件在同一条件下产生的信号相同）。
根据所需的信息种类，设计人员可用MAX+plusII进行功能或时序模拟。功能模拟仅是测试项目的逻辑功能，而时序模拟不仅测试逻辑功能，还可测试目标器件最差情况下的时间关系。
创建模拟文件和功能模拟的方法如下：

① 从File菜单中选择New…，然后选择Waveform Editor File，从下拉列表中选择.scf扩展名，并按OK，即可创建一个新的无标题文件，如图1-8所示。
图1—8 无标题波形文件
② 从File菜单中选择End Time…，键入1ms，按OK键，则设置了模拟的时间长度为1ms。
③ 在Options菜单中选择Grid Size…，键入40ns，按OK键，则网络间距变成了40ns，建议取值40ns或以上，取值太小会引起正常逻辑和延时相混淆，太大时需要的仿真时间长，第②中的仿真模拟时间长度，需结合所需仿真的逻辑组合个数或时序长度和网格间距时间，太短不能仿真全部逻辑或时序，太长所需计算时间长。
④ 在图1-8中选择Node菜单中的Enter Nodes from SNF菜单项或在窗口内的空白处单击鼠标右键，则Enter Nodes From SNF对话框将出现在屏幕上。如图1-9所示。仅选中Type框中input和output项，Node Group对话框为“*”，选择list，可列出所有的input和output。单击可使用节点或组窗口中的所需项，选择右键头，把选中的节点或组送到右窗口。选择OK，出现波形编辑器。

放大工具
缩小工具
窗口适配
改写波形为0
改写波形为1
改写波形为不定态
改写波形为高阻态
翻转波形
设置周期状态工具
设置计数状态工具
设置组状态工具
设置状态机状态工具
图1-10工具
图1—9 输入仿真结点

⑤ 此时output为不定态，可根据需要来编辑input的状态来观察输出波形，可以利用左边给出的快捷按钮进行波形编辑，快捷按钮主要功能见图1-10。 是选择工具，可以用来选择一段波形。按下选择工具，在波形编辑区拖动鼠标即可选中一段波形，或单击Name区选中整个波形。 是字符输入工具。 是波形编辑工具，按下编辑工具，在波形编辑区拖动鼠标即可修改一段波形。波形的最小变化，不会超过网络间距，可以改变网络间距设定波形最小变化。
⑥ 这里我们输入input的所有状态（ABCD:0000、0001、0010…，），如图1-11所示。

图1—11 仿真的输入波形
⑦ 选择File Save As,在File Name框中会自动出现test1.scf，然后选择OK，存盘，仿真前波形文件必须手工保存，系统不会提示保存对话框。
图1-12 仿真
⑧ 仿真：在MAX+plusII菜单中，选择Simulator，出现图1-12，单击start后，若无错误，则显示零错误零警告框，单击OK后，出现波形框，这时可根据输入波形来观察对应的输出波形是否正确。
⑨ 通过光标键移动参考线，可观察此时参考线位置显示的数据，数据值显示在第一行第二列的Time框中。
⑩ 利用右侧的放大工具将波形放大，会发现输出波形并没有完全对应于输入波形，如图1-13所示，这是由于延时产生的。

图1-13 波形仿真结果
⑪ 根据仿真结果，核对输出与输入之间的逻辑关系及时序与设计要求是否一致。
六、进行时序分析(选做)
编译完成后，可以利用时序分析器（Timing Analyzer）来分析设计项目的性能。定时分析器提供了三种分析模式，如表1-1所示。
表1-1 分析设计项目
分析模式
说 明
延迟矩阵
分析多个源节点和目标节点之间的传播延迟路径
时序逻辑电路性能
分析时序逻辑电路的性能、包括限制性能的延迟，最小的时钟周期和最高的电路工作频率
建立/保持矩阵
计算从输引脚到触发器、锁存器和异步RAM的信号输入所需的最少的建立和保持时间
在这里我们只做传播延迟分析，在Analysis 菜单中选择Delay Matrix项，然后选择Start，则定时分析器立即开始对项目进行分析并计算项目中每对连接的节点之间的最大和最小传播延迟，如图1-14所示。表格中显示的延迟时间与所选的器件的速度有关。如何选择编程所用的器件，我们以后再逐步介绍。

图1—14 延迟时间

结束语
祝贺您，通过以上过程已掌握了MAX+plusII的基本操作，您希望进一步练习所学内容，可回到相关的部分。也可通过多做练习，循序渐进、逐步熟悉MAX+plusII的操作。许多操作介绍不详尽之处，请参考MAX+plusII本身的帮助文件。

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